Вычислите pH раствора 0,03 M HCN

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для вычисления pH раствора циановодородной кислоты (HCN) необходимо сначала определить концентрацию ионов водорода (H⁺) в растворе. HCN является слабой кислотой и диссоциирует в воде по следующему уравнению:

[ HCN \rightleftharpoons H^+ + CN^- ]

Константа диссоциации для HCN, обозначаемая как ( K_a ), равна примерно ( 6.2 \times 10^{-10} ).

Для разбавленного раствора HCN (0,03 M), можно использовать приближенную формулу для расчета pH, в которой учитывается, что диссоциация кислоты незначительна.

Установим уравнение для ( K_a ):
[
K_a = \frac{[H^+][CN^-]}{[HCN]}
]
Пусть ( x ) — концентрация ионов водорода (H⁺), которую мы хотим найти.

Подставляя значения, мы имеем:
[
K_a = \frac{x \cdot x}{(0.03 - x)} \approx \frac{x^2}{0.03}
]
Так как ( x ) будет намного меньше 0,03, можно не учитывать его при вычитании из 0,03.

Теперь подставим значение ( K_a ):
[
6.2 \times 10^{-10} = \frac{x^2}{0.03}
]

Перемножим:
[
x^2 = 6.2 \times 10^{-10} \cdot 0.03
]
[
x^2 = 1.86 \times 10^{-11}
]

Найдем ( x ):
[
x = \sqrt{1.86 \times 10^{-11}} \approx 4.31 \times 10^{-6} \, \text{M}
]

Теперь можно вычислить pH:
[
pH = -\log[H^+] = -\log(4.31 \times 10^{-6}) \approx 5.36
]

Таким образом, pH раствора 0,03 M HCN составляет примерно 5.36.